本发明属于猪油脂深加工技术领域，涉及一种制备甘油二酯的方法，具体涉及一种在无溶剂体系中功率超声波预处理酶催化猪油甘油解制备甘油二酯的方法。
背景技术：
猪油，俗称荤油，是一种高级饱和脂肪酸甘油酯。我国拥有十分丰富的猪油资源，随着人们饮食观念的改变和生活水平的提高，由于猪油胆固醇含量较高，使猪油的食用量日益降低，出现了猪油脂“过剩”的现象，因此开发营养、健康的猪油产品具有十分重要的意义。
甘油二酯（Diacylglycerol，DAG）是由甘油中的两个羟基与脂肪酸酯化后的产物，是一种存在于各种天然可食用油脂中的微量成分。经美国食品药品监督管理局审查，认定DAG油为安全食品成分。动物和人体模型试验已经表明，尽管甘油二酯与甘油三酯的消化率和能量值相似，但它能够降低餐后血脂水平，抑制体重增加和减少内脏脂肪的积累，因此甘油二酯是一种健康的功能性油脂。近年，甘油二酯被广泛公认为是一种预防肥胖和一些与生活方式有关的疾病的功能性油脂。并且由于DAG的分子结构中含有一个亲水基团-OH，它能够显示出界面性质和表面活性，使其更加适合作为乳化剂和表面活性剂。同时DAG还具有安全、营养、人体相容性高、加工适应性好等诸多优点。因此，DAG可以作为一种多功能添加剂，在食品、医药、化妆品、化工行业有广泛的应用。
目前合成甘油二酯的方法主要有化学合成法和生物酶催化法，化学合成法是一种传统的制备甘油二酯的方法，在工业生产上应用较多，但由于反应条件苛刻，大多需要高温处理，成本较高，副产物多，产品感官品质较差，且容易对环境造成污染等因素，使得化学合成法的应用受到了一定的限制。而生物酶催化法由于具有反应条件温和、能耗低、对环境污染少、副反应少、所得产品色泽和风味较好等优点，成为目前研究最多的制备甘油二酯的方法，但生物酶法反应速度慢，一般需10 h或更长时间才能反应完全。
超声波对酶催化反应的影响主要通过机械传质作用、加热作用和空化作用这三种作用来影响体系中的传质和分子扩散。适当的超声辅助不仅能够降低传质阻力，增加酶与底物的接触机率，而且能够使蛋白质（酶）的构象发生改变，使其构象更加合理，从而提高反应速率与产率，除此之外超声技术还具有效率高、易获得、价格低廉，不污染环境等优点。因此，将超声技术应用于酶催化反应中具有较好的应用前景。近年，有研究表明超声辅助酶促反应能提高反应的速率与产率，但目前很少有关于采用超声预处理酶法催化合成甘油二酯的报道。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种功率超声预处理酶法催化猪油甘油解制备甘油二酯的方法。该方法很好的利用了猪油这种廉价的畜产品加工副产物，提升了副产物价值，而且快速、高效，无溶剂残留，产物易于与酶分离。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种功率超声预处理酶法催化猪油甘油解制备甘油二酯的方法，以猪油和甘油为原料，采用功率超声波预处理酶法催化猪油甘油解制备甘油二酯，具体步骤如下：
一、取一定量的猪油置于水浴锅中完全熔化后，与甘油按照1:0.5～2的摩尔比混合于锥形瓶中；
二、向猪油和甘油的混合物中加入猪油重量1～5%的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，将锥形瓶置于恒温水浴中，超声探头插入反应液下4～6 mm处，在40～60 ℃的超声温度、100 ～300 W的超声功率下超声处理5～20 min，然后转移到水浴恒温振荡器中，在40～60 ℃、搅拌速度100～200 r/min的条件下反应2～6 h；
三、从上述反应混合物中过滤除去脂肪酶，即制得含甘油二酯的油脂；
四、利用薄层色谱法对所得反应混合物组成进行定性分析，利用正相高效液相色谱法对所得反应混合物各组分含量定量计算，各组分含量采用面积归一化法进行计算。
超声波在介质中传播的过程中，由于超声波与介质的相互作用，将超声能量释放到介质中，从而产生超声效应。根据其用途的不同，超声效应的应用主要分为检测超声技术（频率高，能量低）和功率超声技术（频率低，能量高）。本发明比较了功率超声辅助脂肪酶（整个反应过程均在超声辅助下进行）、功率超声预处理脂肪酶、功率超声预处理底物（猪油和甘油）三种超声辅助方式对酶法甘油解制备猪油甘油二酯的影响，研究发现功率超声预处理脂肪酶的效果最好，这可能是由于功率超声能够使反应体系中的能量分散，促进反应体系乳化，但长时间的功率超声处理会使酶的结构遭到破坏，从而使甘油解程度降低。
本发明提供了一种快速、高效地制备健康的功能性甘油二酯的方法，与现有技术相比，具有如下优点：
（1）本发明以猪油和甘油为原料，采用专一性的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM作为催化剂，不仅很好的利用了猪油这种廉价的畜产品加工副产物，提升了副产物价值，而且反应无溶剂残留，产物易于与酶分离；
（2）本发明将超声波和酶催化反应有效结合来制备甘油二酯，综合利用超声波技术和酶催化反应的诸多优点，不仅反应条件温和、能耗低、对环境污染少、专一性高、绿色环保，而且提高了反应的速率与产率，大大缩短了反应时间，只需较短时间，可生产出产量较高的甘油二酯。
附图说明
图1为功率超声预处理酶法催化猪油甘油解制备甘油二酯的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1：
一、取一定量的猪油置于水浴锅中完全熔化后，与甘油按照1:1（摩尔比）混合于锥形瓶中；
二、向猪油和甘油的混合物中加入猪油重量4%的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，将锥形瓶置于恒温水浴中，超声探头插入反应液下约5 mm处，在55 ℃的超声温度、200 W的超声功率下，以一定的搅拌速度超声处理5 min，转移到水浴恒温振荡器中，在50 ℃、搅拌速度150 r/min的条件下反应4 h；
三、从上述反应混合物中过滤除去脂肪酶，即制得含甘油二酯的油脂；
四、利用薄层色谱法对所得反应混合物组成进行定性分析，利用正相高效液相色谱法对所得反应混合物各组分含量进行定量计算，经高效液相色谱检测，产物中的DAG含量为31.18%。
实施例2：
一、取一定量的猪油置于水浴锅中完全熔化后，与甘油按照1:1（摩尔比）混合于锥形瓶中；
二、向猪油和甘油的混合物中加入猪油重量3%的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，将锥形瓶置于恒温水浴中，超声探头插入反应液下约5 mm处，在55 ℃的超声温度、200 W的超声功率下，以一定的搅拌速度超声处理5 min，转移到水浴恒温振荡器中，在50 ℃、搅拌速度150 r/min的条件下反应4 h；
三、从上述反应混合物中过滤除去脂肪酶，即制得含甘油二酯的油脂；
四、利用薄层色谱法对所得反应混合物组成进行定性分析，利用正相高效液相色谱法对所得反应混合物各组分含量进行定量计算，经高效液相色谱检测，产物中的DAG含量为29.50%。
实施例3：
一、取一定量的猪油置于水浴锅中完全熔化后，与甘油按照1:1（摩尔比）混合于锥形瓶中；
二、向猪油和甘油的混合物中加入猪油重量3%的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，将锥形瓶置于恒温水浴中，超声探头插入反应液下约5 mm处，在55 ℃的超声温度、250 W的超声功率下，以一定的搅拌速度超声处理5 min，转移到水浴恒温振荡器中，在50 ℃、搅拌速度150 r/min的条件下反应4 h；
三、从上述反应混合物中过滤除去脂肪酶，即制得含甘油二酯的油脂；
四、利用薄层色谱法对所得反应混合物组成进行定性分析，利用正相高效液相色谱法对所得反应混合物各组分含量进行定量计算，经高效液相色谱检测，产物中的DAG含量为37.87%。
实施例4：
一、取一定量的猪油置于水浴锅中完全熔化后，与甘油按照1:1（摩尔比）混合于锥形瓶中；
二、向猪油和甘油的混合物中加入猪油重量3%的固定化脂肪酶Lipozyme RMIM，将锥形瓶置于恒温水浴中，超声探头插入反应液下约5 mm处，在45 ℃的超声温度、250 W的超声功率下，以一定的搅拌速度超声处理5 min，转移到水浴恒温振荡器中，在50 ℃、搅拌速度150 r/min的条件下反应4 h；
三、从上述反应混合物中过滤除去脂肪酶，即制得含甘油二酯的油脂；
四、利用薄层色谱法对所得反应混合物组成进行定性分析，利用正相高效液相色谱法对所得反应混合物各组分含量进行定量计算，经高效液相色谱检测，产物中的DAG含量为46.43%。